ジェームズ・ワットはスコットランドのグリノックで造船業者の息子として生まれた。幼少期は病弱で正規の学校教育をほとんど受けられなかったが、母から読み書きを学び、数学と機械技術に並外れた才能を示した。

グラスゴー大学でニューコメン蒸気機関の模型を修理中、その非効率性に気づいた。蒸気を別の容器で凝縮させる「分離凝縮器」のアイデアを着想し、蒸気機関の革命的改良への道を開いた。

分離凝縮器を備えた改良型蒸気機関の特許を取得した。この発明により燃料効率が劇的に向上し、蒸気機関は鉱山の排水ポンプから工場動力へと用途を拡大する可能性を得た。

バーミンガムの実業家マシュー・ボールトンと提携し、ボールトン・アンド・ワット社を設立した。ボールトンの資金力と経営手腕により、ワットの発明は商業的成功を収め、産業革命の原動力となった。

往復運動を回転運動に変換する機構を開発し、蒸気機関の用途を飛躍的に拡大した。これにより紡績機や織機など工場機械の動力源として蒸気機関が普及し、産業革命は本格的に加速した。

83歳でバーミンガム近郊のヒースフィールドで死去した。電力の単位「ワット」は彼の名にちなんで命名された。彼の蒸気機関の改良は産業革命を推進し、近代工業社会の基盤を築いた。